«Генетический паспорт» свиньи: новая технология позволит отбирать животных, устойчивых к болезням, с помощью полногеномного анализа ДНК

Российские ученые в рамках программы Мегагрантов Минобрнауки России разрабатывают систему генетической паспортизации свиней, которая позволит отбирать животных, устойчивых к заболеваниям и способных к длительному продуктивному использованию. Проект, рассчитанный на 2024–2028 годы, реализуется лабораторией геномных и пост-геномных технологий в животноводстве совместно с индустриальным партнером.

В основе исследования лежит создание «цифрового паспорта» каждого животного — набора генетических маркеров (SNP), связанных с устойчивостью к болезням и продуктивным долголетием. Технология позволит проводить отбор племенных свиней на ранних этапах развития, еще до проявления каких-либо клинических симптомов заболеваний.

Ключевое преимущество: отбор без болезней

Традиционная селекция требует длительного наблюдения за животными в течение всего продуктивного цикла. Геномная селекция, напротив, позволяет оценить потенциал особи по анализу ДНК, что кратно ускоряет и повышает точность отбора. Главная цель — выявить генетические локусы, отвечающие за устойчивость к экономически значимым инфекциям и способность свиноматок сохранять высокую продуктивность на протяжении многих опоросов.

«Исследование генетических основ формирования устойчивых к заболеваниям линий свиней с длительным продуктивным использованием — важнейший показатель экономической эффективности свиноводства. Комплексный подход на основе программированной гибридизации и целенаправленной селекции может обеспечить повышение продуктивного долголетия свиноматок на 20–25 %» .

Создание биобанка и полногеномный анализ

В 2024 году сотрудниками лаборатории начато создание биобанка ДНК и РНК племенных животных. К середине ноября 2024 года в Институте биохимии и генетики УФИЦ РАН была создана первая версия биобанка, хранящая более 1000 замороженных образцов ДНК и РНК свиней пород дюрок, йоркшир и ландрас. Для каждого образца собрана и внесена в электронный каталог разнообразная фенотипическая информация — вес при рождении, продуктивность, конверсия корма, наличие признаков заболеваний и др.

На сегодняшний день проведен сбор биоматериалов у более 2200 свиней. Выполнен полногеномный анализ ассоциаций (GWAS) у 7985 племенных свиней трех пород.

Первые результаты

Учеными идентифицированы генетические локусы, связанные с:

- репродуктивными признаками — среднее количество рожденных и живорожденных поросят, доля мертворожденных, средний вес гнезда;

- продуктивными качествами — толщина шпика, глубина мышечного глазка;

- откормочными характеристиками — средняя длина туловища, обхват пясти.

Создана первая версия каталога значимых генетических локусов, ассоциированных с хозяйственно-ценными признаками. На текущий момент каталог содержит систематизированную информацию о 402 значимых ассоциациях с 15 хозяйственно-полезными признаками.

Ген устойчивости к болезням

Особый интерес исследователей вызывают локусы, одновременно влияющие на несколько ключевых характеристик. Например, с продуктивными качествами (средним весом поросенка при рождении, количеством рожденных поросят, долей живорожденных) с наиболее высоким уровнем значимости ассоциирован локус в гене транспортного белка кинезина 1 — TRAK1 (rs80952748).

Полногеномный анализ ассоциаций, выполненный на выборке из почти 8000 животных, позволяет выявлять даже те генетические варианты, которые связаны с устойчивостью к полимикробным инфекциям и регуляцией иммунного ответа.

Цифровая платформа SwineTSS_Russia

В рамках проекта развивается новая цифровая платформа SwineTSS_Russia — совокупность мультиомиксных данных, включающая генетические цифровые атласы экспрессии генов, аллель-специфичной экспрессии и активности регуляторных элементов генома, связанных с полезными признаками свиней.

Перспективы внедрения

Совместно с индустриальным партнером прорабатываются пилотные программы по использованию результатов исследований в селекционных программах. Выявленные генетические маркеры лягут в основу системы раннего отбора племенных животных, устойчивых к заболеваниям и способных к долгой продуктивной жизни